2061년 6월 28일, 이코노미스트지에 ‘트레스 에스트렐라스’라는 모잠비크의 한 기업에 대한 기사가 실린다. 이 회사는 획기적인 수소연료전지 대량생산 기술 개발에 성공했으며, 앞으로 미국·일본의 초일류 기업들과 본격적으로 경쟁할 것을 선언한다.
이 기사는 장하준의 베스트셀러 ‘나쁜 사마리아인들’에 나오는 가상의 이야기다. 물론 우리는 저자가 이 이야기에 담고 있는 수많은 함의에 관심을 둬야겠지만, 트레스 에스트렐라스의 사업 아이템이 ‘연료전지’라는 데에도 주목할 필요가 있다. 과연 연료전지란 무엇이며 어떤 특징을 갖고 있기에 미래 유력사업 아이템 중 하나로 각광받고 있는 것일까.
◇‘친환경’과 ‘고효율’을 동시에=연료전지의 원리는 쉽게 말해 ‘물의 전기분해’ 역반응이다. 물을 전기분해하면 수소와 산소가 발생하는데, 역으로 수소와 산소를 반응시켜 전기와 열을 얻는 원리다. 즉 수소가 갖고 있는 화학에너지로부터 전기에너지를 얻어내는 것이다.
연료전지는 전력 생산 과정에서 환경오염물질을 거의 배출하지 않아 친환경적이다. 또 필요한 곳에서 전기를 생산해 사용한다는 ‘분산형전원’의 정의에 적합해, 별도의 송배전망 없이 에너지가 필요한 곳에 설치한 후 쉼 없이 전기와 열을 공급할 수 있다.
또 발전효율이 약 30~40%, 열효율이 약 40%로 총 70~80%의 높은 효율을 얻을 수 있으며 설비가 풍력·태양광 등 다른 에너지원에 비해 작은 면적을 차지한다는 장점이 있다. 약 1000가구가 사용할 수 있는 1㎿급 연료전지는 약 120㎡의 면적을 필요로해 서울 등 효율적인 토지 활용이 절실한 대도시에 적합하다. 요즘 각광받고 있는 태양광발전은 1㎿의 전력 생산을 하는데 1만5000㎡ 가량의 토지가 필요하다.
◇자동차의 동력원으로도=친환경자동차에 대한 관심이 높아지면서 수소연료전지차도 세계적으로 각광을 받고 있다.
에너지관리공단의 정의에 따르면 수소연료전지차는 배터리의 힘만으로 동력을 발생하는 순수 전기차의 전지를 연료전지로 변경한 개념의 제품이다. 대기오염물질을 배출하지 않는데다 소음이 적고, 효율이 높아 자동차용 연료의 종착역으로 여겨지고 있을 정도다. 하지만 연료의 탑재방법이 가장 큰 과제다. 이 때문에 다른 방법으로 안정적으로 수소를 공급받아 연료로 사용하는 방법들이 고안되고 있는 상황이다.
도요타자동차 등 세계 유수의 자동차 업체들이 수소연료전지차 개발에 매진하고 있으며, 우리나라에서는 현대자동차가 2012년 상용화를 목표로 하고 있다. 현대차는 이미 지난 2004년 미국 에너지부(DOE)가 주관하는 수소연료전지차 시범사업자로 선정돼 미국 전역에서 총 32대를 시범운행하고 있으며, 우리나라에서도 정부가 주관하는 모니터링 사업에 참여하고 있다.
고부키 신조 도요타자동차 전무는 최근 일본에서 열린 한 강연에서 “연료전지는 미래 자동차 에너지 중 가장 유력한 후보”라며 “도요타의 경우 현재까지 일본·미국·유럽에서 100대 이상의 연료전지차가 200만㎞의 주행실적을 쌓았다”고 말했다.
◇업계 “더 많은 관심 필요”=이처럼 다양한 장점을 앞세워 업계에서는 연료전지 보급 활성화에 노력하고 있다. 발전용 연료전지 부문에서는 포스코파워가 지금까지 서울시를 비롯한 전국 16개 지역에 약 40㎿의 연료전지를 설치했으며 GS퓨얼셀·퓨얼셀파워 등이 가정용 연료전지 보급에 앞장서고 있다.
에너지관리공단 신재생에너지센터에서 발표한 ‘신재생에너지보급통계’에 따르면 연료전지의 발전량은 2007년까지 8522㎿h에 불과했지만 2009년 8만9270㎿h로 10배가 높아졌다.
정부도 이미 연료전지 분야 강화를 위해 ‘2015년 세계 1위 연료전지 강국 실현’이라는 비전을 발표한 바 있다. △상용화 기술개발 △원천기술개발 △연료전지 도입 인센티브 제공 등을 통해 비전을 현실화 한다는 목표다.
하지만 업계 일부에서는 신재생에너지에 대한 관심이 태양광과 풍력에 집중되면서 상대적으로 연료전지에 대한 관심이 부족해졌다는 불만을 토로하고 있다. 지난 수년 간 태양광·풍력업체들은 지속 늘어나고 있는 반면에 국내 연료전지 업체는 아직 손에 꼽을 정도로 수가 적다는 사실이 이를 증명한다는 설명이다.
최근 정부가 발표한 조사결과에 따르면 신재생에너지 제조업체 수는 2004년(46개) 대비 2010년(215개) 4.7배가 늘어났다. 특히 태양광 업체는 2004년 10개에 불과했으나 지난해까지 97개로 늘어났고 풍력업체는 13개에서 32개로 늘어났다. 반면 연료전지 업체는 2004년 2개에서 7개로, 6년간 단지 5개 업체가 더 생겼을 뿐이다.
업계 한 관계자는 “미래 수소경제시대의 핵심이 연료전지인 만큼 이 분야에 대한 보다 적극적인 관심과 투자가 필요하다”고 말했다.
◇가격경쟁력 확보가 과제…LNG 전용요금 필요 주장도=전문가들은 지금이 연료전지 산업 활성화를 위해 ‘가장 중요한 시기’라고 입을 모은다. 녹색성장에 대한 정부의 관심이 어느 때보다 높은데다, 국내 연구기관 및 업체들이 관련 기술을 상당히 확보한 상태기 때문이다.
문제는 아직 가격이 높다는 점이다. 통상 1㎾급 가정용 연료전지의 가격은 6000만원 정도로 알려져 있다. 현재 시범적으로 1㎾급 제품이 한 가구에 적용되는 점을 감안하면, 정부의 지원 없이 개인이 직접 연료전지를 설치하기에는 비용부담이 너무 크다는 결론이 나온다.
결국 가격을 낮춰야만 연료전지 산업의 활성화가 가능한 것이다. 이를 위해서는 초기시장 창출을 통한 대량생산 기반 구축이 필요하다. 또 백금 등 값비싼 연료전지 소재들을 대체할 수 있는 방안을 마련해 원가를 낮춰야 한다.
연료전지 산업 활성화를 위해서는 연료로 쓰이는 액화천연가스(LNG) 전용요금을 신설할 필요가 있다는 의견도 많다. 연료전지 선진국인 일본 등에서는 연료전지 전용 LNG 요금 신설을 통해 비용 부담을 줄여, 초기시장 활성화를 위해 적극 지원하고 있다는 주장이다. 실제로 우리나라에서도 지난해 대구광역시가 국내 최초로 연료전지 전용 가스요금제를 개발·도입해 업계로부터 좋은 반응을 얻기도 했다.
유선일기자 ysi@etnews.co.kr
